[實用新型]一種多量子阱結構及發光二極管

有效

• 申請號: 202022230865.0
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN213636023U
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 李家安;李政鴻;林兓兓;張家豪
• 申請（專利權）人: 安徽三安光電有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬于半導體技術領域，尤其涉及一種多量子阱結構及發光二極管，其中多量子阱結構包括第一量子阱層、第二量子阱層和第三量子阱層，所述第三量子阱層由第三阱層和第三壘層交替層疊而成，其特征在于：所述第三壘層包括依次層疊的第一GaN子層、第一InGaN子層、第二InGaN子層、第三InGaN子層、第二GaN子層。本實用新型可以減少電子溢流及空穴穿隧效應，進而降低發光區非輻射復合效率并改善efficiency droop效應。

技術領域

本實用新型屬于半導體技術領域，尤其涉及一種多量子阱結構及包括其的發光二極管。

背景技術

目前常見的氮化鎵基半導體發光外延片，包括襯底、以及依次生長在襯底上的N型層、量子阱層、電子阻擋層和P型層，其中量子阱層是由阱層和壘層交替層疊而形成，例如InGaN和GaN交替層疊而成。當發光外延片通入正向電流時，N型層中的電子和P型層中的空穴在量子阱層內復合，并且發光。

然而，現有技術中，由于電子與空穴的移動速率不同導致電子容易溢流到P型層區，以及電子和空穴在量子阱內的復合不均勻，導致外延片發光效率低及efficient droop等技術問題。

發明內容

為解決上述的技術問題，本實用新型提供一種多量子阱結構及發光二極管，其中多量子阱結構包括三層量子阱層，并且最后一個量子阱層的壘層由第一GaN子層、第一InGaN子層、第二InGaN子層、第三InGaN子層、第二GaN子層層疊而成，可以減少電子溢流及空穴穿隧效果，進而降低發光區非輻射復合效率并改善efficiency droop效應。具體技術方案如下：

一種多量子阱結構，包括依次層疊的第一量子阱層、第二量子阱層和第三量子阱層，所述第三量子阱層由第三阱層和第三壘層交替層疊而成，其特征在于：所述第三壘層包括依次層疊的第一GaN子層、第一InGaN子層、第二InGaN子層、第三InGaN子層、第二GaN子層。

優選的，所述第二InGaN子層中In的含量大于第一InGaN子層中In的含量，并且，第二InGaN子層中In的含量大于第三InGaN子層中In的含量。

優選的，所述第一InGaN子層沿著生長方向，In含量逐漸增加至。

優選的，所述第三InGaN子層沿著生長方向，In含量由逐漸降低至。

優選的，所述第三壘層中In的含量范圍為0~10%。

優選的，所述第一量子阱層由第一阱層和第一壘層交替層疊而成，所述第一阱層為InGaN層，第一壘層為含Al的材料層。

優選的，所述第一壘層為AlGaN層，所述Al組分范圍為0~10%。

優選的，所述第二量子阱層由第二阱層和第二壘層交替層疊而成，所述第二阱層為InGaN層，第二壘層為GaN層。

同時，本實用新型還提供一種發光二極管，至少包括：襯底，以及依次層疊在襯底之上的緩沖層、N型半導體層、多量子阱層、電子阻擋層、P型半導體層和接觸層，以及分別與N型半導體層和P型半導體層連接的N電極和P電極，其中的多量子阱層為上述的結構。

優選的，所述電子阻擋層包括AlGaN層和AlInGaN層交替層疊的多層結構。

本實用新型至少具有的有益效果：

本實用新型的多量子阱結構可以減少電子溢流及空穴穿隧效應的效果，進而降低發光區非輻射復合效率并改善efficiency droop效應。其中，

（1）第一量子阱層中第一壘層為能障較高的AlGaN層，通過增加第一壘層能障來減少電子溢流，并且使第一量子阱層、第二量子阱和第三量子阱中的電子分布更均勻；